• 한국항공우주학회지
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• 제30권5호
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• pp.32-40
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• 2002

희박상태나 극소장치에 관련된 기체운동을 해석하는 문제가 최근 중요한 연구주제로 부각되고 있다. 잘 알려진 DSMC와 더불어 모우멘트 기법, Chapman-Enskog 기법으로 분류되는 고차 비평형 유동 해석모델들이 이 문제에 적용되어 왔다. 본 연구에서는 Eu의 일반유체역학을 근간으로 이원자 기체에 관한 고차 해석모델을 개발하고자 한다. 회전 비평형 효과는 기체의 용적 점성계수에 관한 초과 수직응력을 고려하여 감안하였다. 개발된 계산모델을 일차원 충격파 내부구조와 단순 형상 외부의 희박 극초음속 유동장 해석에 적용하였다. 충격파 내부구조 및 전단유동 해석을 통해 회전 비평형에 의한 용적 점성계수 효과가 중요함을 확인하였다. 충격파 내부구조에 관한 이론적 예측이 실험과 잘 일치함도 확인하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 학술대회
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• pp.84-91
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• 2008

Generalized hydrodynamic (GH) theory for multi-species gas and the computational models are developed for the numerical simulation of hypersonic rarefied gas flow on the basis of Eu's GH theory. The rotational non-equilibrium effect of diatomic molecules is taken into account by introducing excess normal stress associated with the bulk viscosity. The numerical model for the diatomic GH theory is developed and tested. Moreover, with the experience of developing the dia-tomic GH computational model, the GH theory is extended to a multi-species gas including 5 species; O$_2$, N$_2$, NO, O, N. The multi-species GH model includes diffusion relation due to the molecular collision and thermal phenomena. Two kinds of GH models are developed for an axisymmetric flow solver. By compar-ing the computed results of diatomic and multi-species GH theories with those of the Navier-Stokes equations and the DSMC results, the accuracy and physical consistency of the GH computational models are examined.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년 추계학술대회논문집
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• pp.84-91
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• 2008

Generalized hydrodynamic (GH) theory for multi-species gas and the computational models are developed for the numerical simulation of hypersonic rarefied gas flow on the basis of Eu's GH theory. The rotational non-equilibrium effect of diatomic molecules is taken into account by introducing excess normal stress associated with the bulk viscosity. The numerical model for the diatomic GH theory is developed and tested. Moreover, with the experience of developing the dia-tomic GH computational model, the GH theory is extended to a multi-species gas including 5 species; $O_2,\;N_2$, NO, O, N. The multi-species GH model includes diffusion relation due to the molecular collision and thermal phenomena. Two kinds of GH models are developed for an axisymmetric flow solver. By compar-ing the computed results of diatomic and multi-species GH theories with those of the Navier-Stokes equations and the DSMC results, the accuracy and physical consistency of the GH computational models are examined.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권10호
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• pp.947-954
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• 2009

본 연구에서는 다화학종 희박유동의 해석을 위해, GH(Generalized Hydrodynamic) 방정식을 기반으로 한 축대칭 유동 해석이 가능한 다화학종 GH 수치해석 기법을 전산유체역학 수치해석자로서 개발하였다. 최초로 구현된 다화학종 GH 수치기법은 축대칭 형상의 물체 주위의 극초음속 희박유동을 대상으로 하여, DSMC(Direct Simulation Monte Carlo) 및 N-S(Navier-Stokes) 방정식의 결과와의 비교를 통해 정확도를 검증하고자 하였다. GH 해석자의 정확도 향상을 위해 고체 벽면에서의 여러 가지 slip-wall 경계조건을 적용하고 각각의 결과를 비교하였다. 또한, 높은 Knudsen 수의 1차원 수직 충격파 구조 문제를 통해 GH 방정식의 엔트로피 특성 및 정확성을 고찰하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제4권3호
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• pp.63-70
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• 1999

A Direct simulation Monte-Carlo (DSMC) code is developed, which employs the Monte-Carlo statistical sampling technique to investigate hypersonic rarefied gas flows accompanying chemical reactions. The DSMC method is a numerical simulation technique for analyzing the Boltzmann equation by modeling a real gas flow using a representative set of molecules. Due to the limitations in computational requirements. the present method is applied to a flow around a simple two-dimensional object in exit velocity of 7.6 km/sec at an altitude of 90 km. For the calculation of chemical reactions an air model with five species (O₂, N₂, O, N, NO) and 19 chemical reactions is employed. The simulated result showed various rarefaction effects in the hypersonic flow with chemical reactions.